Экстратоки размыкания и замыкания
По правилу Ленца при включении и выключении тока в цепи, содержащей индуктивность L, возникает ток самоиндукции IS, который направлен так, чтобы препятствовать изменению тока I в цепи.
Поскольку сопротивление батареи r обычно мало, то можно считать, что R » R0, где
R0 – сопротивление цепи без учета сопротивления источника ЭДС. Установившийся ток
Мгновенное увеличение сопротивления цепи от R0 до R.
Установившийся ток был
При отключении источника эдс (размыкание цепи) ток изменяется по закону
Величина э.д.с. самоиндукции
Если цепь переключается на очень большое внешнее сопротивление R, например, происходит разрыв цепи (R >> R0), то ES может стать огромным и образуется вольтова дуга между разомкнутыми концами выключателя.
Взаимоиндукция (взаимная индукция) — возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводникевследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников. Взаимоиндукция — частный случай более общего явления — электромагнитной индукции. При изменении тока в одном из проводников или при изменении взаимного расположения проводников происходит изменение магнитного потока через (воображаемую) поверхность, "натянутую" на контур второго, созданного магнитным полем, порожденным током в первом проводнике, что по закону электромагнитной индукции вызывает возникновение ЭДС во втором проводнике. Если второй проводник замкнут, то под действием ЭДС взаимоиндукции в нём образуется индуцированный ток. И наоборот, изменение тока во второй цепи вызовет появление ЭДС в первой. Направление тока, возникшего при взаимоиндукции, определяется по правилу Ленца. Правило указывает на то, что изменение тока в одной цепи (катушке) встречает противодействие со стороны другой цепи (катушки).
Чем большая часть магнитного поля первой цепи пронизывает вторую цепь, тем сильнее взаимоиндукция между цепями. С количественной стороны явление взаимоиндукции характеризуется взаимной индуктивностью (коэффициентом взаимоиндукции, коэффициентом связи). Для изменения величины индуктивной связи между цепями, катушки делают подвижными. Приборы, служащие для изменения взаимоиндукции между цепями, называются вариометрами связи.
Явление взаимоиндукции широко используется для передачи энергии из одной электрической цепи в другую, для преобразования напряжения с помощью трансформатора.
ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ – явление индуктирования (наведения) эдс индукции в одной цепи (катушке) при изменении электрического тока в другой цепи. Ток I1, проходя по виткам W 1 первой катушки, вызывает магнитный поток, часть которого Ф (1-2) пронизывает витки второй катушки W2 (рис.), образуя потокосцепление взаимной индукции
Y = W2 Ф (1-2).
Магнитный поток Ф 1-2 и, следовательно, потокосцепление пропорциональны току
Y 1-2 = M 1 2 I 1.
Аналогично ток I2, проходя по виткам второй катушки, вызывает магнитный поток Ф 2-1, пронизывающий витки первой катушки W 1, образуя потокосцепление взаимной индукции
Y 2-1 = W 1 Ф 2-1.
Для этого случая потокосцепление пропорционально току
Y 2-1 = M 2-1 I 2.
Трансформа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — электрическая машина, состоящая из набора индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводеили без него и предназначенный для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока без изменения частоты систем(системы) переменного тока[1].
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала
Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии.
Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы. Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.
Энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна
Wм = LI2/ 2
Формула очень похожа на формулу для кинетической энергии, роль массы m выполняет индуктивность L, а скорости vсоответствует сила тока I.